Производство - избыточная энтропия
Cтраница 2
Если В, увеличиваясь, достигает критического значения (14.66), то производство избыточной энтропии исчезает, поскольку в этом случае отрицательный член точно компенсирует вклад положительных членов. [16]
Так как в данном случае условие устойчивости выполнено [ см. (7.8) и (7.19) ], производство избыточной энтропии положительно. [17]
Как уже подчеркивалось в § 11.4 - 11.6, возникновение неустойчивости непосредственно связано с исчезновением производства обобщенной избыточной энтропии P [ 6Z ] [ или Pm [ 6Z ] в (11.42) ] ( разд. Когда рассматривалась проблема Бенара для однокомпонентной жидкости, возникновению неустойчивости было дано простое механическое объяснение ( разд. Но в случае двукомпонентной проблемы Бенара следует учитывать эффекты термодиффузии, и простая механическая интерпретация возникновения неустойчивости уже не приемлема. [18]
Однако оно не отражает влияния отдельных физических и химических процессов на увеличение плотности накоплений энтропии и производства избыточной энтропии, которые необходимо знать для теоретической оценки долговечности или износостойкости узла трения. Не умаляя ценности полученных результатов, необходимо отметить, что они не позволяют выразить общую связь внешних взаимодействий с термодинамическими и физико-химическими процессами в трибосистеме, определяющими интенсивность изнашивания или долговечность различных трибосистем. [19]
Формирование диссипативных трибоструктур способствует переходу системы в стационарное состояние, когда термодинамические силы становятся постоянными, а производство избыточной энтропии, связанное с изменением термодинамических сил, равно нулю. Она определяет степень разрушения ( износа) менее прочного полимерного материала ( блок W) и по каналу обратной связи обеспечивает устойчивость стационарного состояния трибосистемы. Стационарное состояние характеризуется минимальным производством энтропии и диссипации ее окружающей средой и, как следствие, минимальными и постоянными значениями силы трения и скорости изнашивания. В результате этого ускорения восстанавливается площадь диссипативных трибоструктур, необходимая для поддержания стационарного состояния, температура и сила трения понижаются до прежних величин, производство избыточной энтропии уменьшается до нуля и трибосистема продолжает работать в стационарном режиме при минимальном производстве энтропии. [20]
Формирование диссипативных трибоструктур способствует переходу системы в стационарное состояние, когда термодинамические силы становятся постоянными, а производство избыточной энтропии, связанное с изменением термодинамических сил, равно нулю. Она определяет степень разрушения ( износа) менее прочного полимерного материала ( блок W) и по каналу обратной связи обеспечивает устойчивость стационарного состояния трибосистемы. Стационарное состояние характеризуется минимальным производством энтропии и диссипации ее окружающей средой и, как следствие, минимальными и постоянными значениями силы трения и скорости изнашивания. По каналу обратной связи информационный сигнал о производстве избыточной энтропии поступает в блок Ci и вызывает ускорение процесса формирования диссипативных трибоструктур, локального производства энтропии и диссипации потока энтропии JS2 - В результате этого ускорения восстанавливается площадь диссипативных трибоструктур, необходимая для поддержания стационарного состояния, температура и сила трения понижаются до прежних величин, производство избыточной энтропии уменьшается до нуля и трибосистема продолжает работать в стационарном режиме при минимальном производстве энтропии. [21]
Заметим, что поток обобщенной избыточной энтропии и производство обобщенной избыточной энтропии, включающие влияние конвекции, здесь сводятся просто к потоку избыточной энтропии и производству избыточной энтропии соответственно. [22]
Из соотношения (11.63) можно сделать вывод, что вариационный принцип, основанный на минимизации отношения / i / / 2, мог бы быть заменен близкими вариационными формулировками, основанными или на минимизации производства обобщенной избыточной энтропии ( Pm [ 6Z ]) (11.61), или на минимизации функции ( 5Г) (11.37), усредненной в плоскости х, у. [23]
Совершенно отличный тип задач изучается в гл. Интересно, что производство избыточной энтропии ( точнее, его обобщение, включающее инерциальные эффекты) возникает как знакоопреде ленная форма. Следовательно, проблема устойчивости может быть решена безотносительно к свойствам предельного состояния. Таким образом, вполне допустимо, что решение макроскопических дифференциальных уравнений в частных производных ( распространение волн) вполне корректно, но не соответствует никакому устойчивому физическому процессу. [24]
Мы уже отмечали, что стадии ( 3) и ( 4) в схеме (15.16) могут играть определяющую роль в возникновении неустойчивости. Однако их вклад в производство избыточной энтропии положителен. По-видимому, они играют роль, в некотором смысле сходную с ролью диффузии, которая также дает положительный вклад, но пр. [25]
 |
Структурная схема термодинамических процессов. [26] |
Порождаемая ими энергия трения Е и температура окружающей среды Тс передаются в некотором соотношении двум трущимся телам ( металлическому / и полимерному 2 трибосистемы, блоки В, и б2), термодинамические свойства и состояние которых определяются соответствующими граничными условиями - параметрами: Ср и Ср2 - теплоемкостью, М и Л / 2 - массой, Т, и Т2 - температурой. Энергия трения вызывает повышение температуры и структурные изменения в контактирующих объемах ( последнее относится главным образом к телу 2), которые направлены на снижение упорядоченности структуры ( уменьшение степени кристалличности, увеличение аморфной фазы полимера) и на увеличение конфигурационной энтропии. Указанные процессы сопровождаются изменением энтропии металлической и полимерной фаз системы, определяемых соответствующим производством избыточной энтропии, поскольку на данном этапе трения ( приработка) термодинамические силы ( например, температура, концентрация частиц наполнителей полимерной фазы) не остаются постоянными. [27]
 |
Структурная схема термодинамических процессов. [28] |
Порождаемая ими энергия трения Е и температура окружающей среды Тс передаются в некотором соотношении двум трущимся телам ( металлическому / и полимерному 2 трибосистемы, блоки В и 2), термодинамические свойства и состояние которых определяются соответствующими граничными условиями - параметрами: Ср1 и Ср2 - теплоемкостью, Mt и / V / 2 - массой, Т и Tj - температурой. Энергия трения вызывает повышение температуры и структурные изменения в контактирующих объемах ( последнее относится главным образом к телу 2), которые направлены на снижение упорядоченности структуры ( уменьшение степени кристалличности, увеличение аморфной фазы полимера) и на увеличение конфигурационной энтропии. Указанные процессы сопровождаются изменением энтропии металлической и полимерной фаз системы, определяемых соответствующим производством избыточной энтропии, поскольку на данном этапе трения ( приработка) термодинамические силы ( например, температура, концентрация частиц наполнителей полимерной фазы) не остаются постоянными. Увеличение энтропии системы и структурные изменения в полимерной фазе, связанные с увеличением молекулярной подвижности, под влиянием флуктуации приводят к образованию из разупорядоченной ( аморфной) структуры более упорядоченных диссипативных трибоструктур ( блоки С и С2) с характерным для этого этапа трения локальным производством энтропии в dS / dt в элементарных объемах контактирующих поверхностей. [29]
Формирование диссипативных трибоструктур способствует переходу системы в стационарное состояние, когда термодинамические силы становятся постоянными, а производство избыточной энтропии, связанное с изменением термодинамических сил, равно нулю. Она определяет степень разрушения ( износа) менее прочного полимерного материала ( блок W) и по каналу обратной связи обеспечивает устойчивость стационарного состояния трибосистемы. Стационарное состояние характеризуется минимальным производством энтропии и диссипации ее окружающей средой и, как следствие, минимальными и постоянными значениями силы трения и скорости изнашивания. По каналу обратной связи информационный сигнал о производстве избыточной энтропии поступает в блок Ci и вызывает ускорение процесса формирования диссипативных трибоструктур, локального производства энтропии и диссипации потока энтропии JS2 - В результате этого ускорения восстанавливается площадь диссипативных трибоструктур, необходимая для поддержания стационарного состояния, температура и сила трения понижаются до прежних величин, производство избыточной энтропии уменьшается до нуля и трибосистема продолжает работать в стационарном режиме при минимальном производстве энтропии. [30]
Страницы: 1 2 3